Introducerad för mer än 100 år sedan ser elbilar i popularitet i dag av många av samma skäl som de var första populära.
Oavsett om det är en hybrid-, plug-in-hybrid eller helelektrisk, kommer efterfrågan på eldrivna fordon att fortsätta öka när priserna sjunker och konsumenterna letar efter sätt att spara pengar på pumpen. För närvarande kan mer än 3 procent av försäljningen av nya fordon växa till nästan 7 procent – eller 6,6 miljoner per år – över hela världen fram till 2020, enligt en rapport från Navigant Research.
Med detta växande intresse för elfordon, vi tittar på var denna teknik har varit och vart den går. Res tillbaka i tiden med oss när vi utforskar elbilens historia.
Elfordonets födelse
Det är svårt att fastställa uppfinningen av elbilen till en uppfinnare eller Land. Istället var det en serie genombrott – från batteriet till elmotorn – på 1800-talet som ledde till det första elfordonet på vägen.
I början av seklet, innovatörer i Ungern , Nederländerna och USA – inklusive en smed från Vermont – började leka med konceptet med ett batteridrivet fordon och skapade några av de första småskaliga elbilarna. Och medan Robert Anderson, en brittisk uppfinnare, utvecklade den första rå elbilen vid samma tidpunkt, var det inte förrän under andra hälften av 1800-talet som franska och engelska uppfinnare byggde några av de första praktiska elbilarna.
Här i USA debuterade den första framgångsrika elbilen omkring 1890 tack vare William Morrison, en kemist som bodde i Des Moines, Iowa. Hans sexpassagerarfordon med en toppfart på 14 mil i timmen var lite mer än en elektrifierad vagn, men det hjälpte till att väcka intresse för elfordon.
Under de närmaste åren har elbilar från olika biltillverkare. började dyka upp över USA New York City hade till och med en flotta på mer än 60 elektriska taxibilar. År 1900 var elbilar på sin högtid, och svarade för ungefär en tredjedel av alla fordon på vägen. Under de kommande tio åren fortsatte de att visa en stark försäljning.
Elbilens tidiga uppgång och nedgång
För att förstå elfordonarnas popularitet omkring 1900 är det också viktigt för att förstå utvecklingen av det personliga fordonet och andra tillgängliga alternativ. I början av 1900-talet var hästen fortfarande det primära transportsättet. Men när amerikanerna blev mer välmående vände de sig till det nyligen uppfunna motorfordonet – tillgängligt i ånga, bensin eller elversion – för att ta sig runt.
Ånga var en beprövad energikälla, efter att ha visat sig vara tillförlitlig för att driva fabriker och tåg. Några av de första självgående fordonen i slutet av 1700-talet förlitade sig på ånga; ändå tog det fram till 1870-talet för tekniken att ta tag i bilar. En del av detta beror på att ånga inte var särskilt praktisk för personbilar. Ångfordon krävde långa starttider – ibland upp till 45 minuter i kylan – och skulle behöva fyllas på med vatten, vilket begränsade deras räckvidd.
När elbilar kom ut på marknaden gjorde det också en ny fordonstyp – den bensindrivna bilen – tack vare förbättringar av förbränningsmotorn på 1800-talet. Medan bensinbilar hade löfte, var de inte utan sina fel. De krävde en hel del manuella ansträngningar för att köra – byte av växlar var ingen lätt uppgift och de behövde startas med en vev, vilket gjorde dem svåra för vissa att manövrera. De var också bullriga och deras avgaser var obehagliga.
Elbilar hade inga problem med ånga eller bensin. De var tysta, lätta att köra och släppte inte ut en illaluktande förorening som de andra bilarna i tiden. Elbilar blev snabbt populära bland stadsbor – särskilt kvinnor. De var perfekta för korta resor runt staden, och dåliga vägförhållanden utanför städer innebar att få bilar av någon typ kunde resa längre. När fler människor fick tillgång till el på 1910-talet blev det lättare att ladda elbilar, vilket ökade deras popularitet bland alla samhällsskikt (inklusive några av de ”mest kända och framstående tillverkarna av bensinbilar” som en artikel från New York Times från 1911. påpekade).
Många innovatörer noterade då elbilens stora efterfrågan och undersökte sätt att förbättra tekniken. Till exempel utvecklade Ferdinand Porsche, grundare av sportbilsföretaget med samma namn, en elbil som kallades P1 1898. Vid samma tid skapade han världens första hybridelektriska bil – ett fordon som drivs av el och en gasmotor. Thomas Edison, en av världens mest produktiva uppfinnare, tänkte elbilar. var den överlägsna tekniken och arbetade för att bygga ett bättre elbatteri.Till och med Henry Ford, som var vän med Edison, samarbetade med Edison för att utforska alternativ för en billig elbil 1914, enligt Wired.
Ändå var det Henry Fords massproducerade modell T som handlade om ett slag mot elbilen. Model T introducerades 1908 och gjorde bensindrivna bilar allmänt tillgängliga och prisvärda. År 1912 kostade bensinbilen bara 650 $, medan en elektrisk roadster såldes för 1 750 $. Samma år introducerade Charles Kettering elstartaren, vilket eliminerade behovet av handvev och gav upphov till mer bensindrivna fordonsförsäljningar.
Annan utveckling bidrog också till att elfordonet minskade. Vid 1920-talet hade USA ett bättre system för vägar som förbinder städer, och amerikanerna ville ut och utforska. Med upptäckten av råolja från Texas blev gas billig och lättillgängligt för amerikaner på landsbygden, och bensinstationer började dyka upp över hela landet. Som jämförelse hade mycket få amerikaner utanför städerna elektricitet vid den tiden. I slutändan försvann elfordon nästan 1935.
Brist på gas väcker intresse för elfordon
Under de närmaste 30 åren gick elfordon in i ett slags mörka tidsåldrar med lite framsteg inom tekniken. Billig, riklig bensin och fortsatt förbättring av förbränningsmotorn hindrade efterfrågan på fordon med alternativa bränslen.
Spola framåt till slutet av 1960-talet och början av 1970-talet. Stigande oljepriser och bensinbrist – som toppade med Arab Oil Embargo 1973 – skapade ett växande intresse för att sänka USA: s beroende av utländsk olja och hitta hemmaodlade bränslekällor. Kongressen noterade och godkände lagen om el- och hybridfordon för forskning, utveckling och demonstration från 1976 och bemyndigade energidepartementet att stödja forskning och utveckling i el- och hybridfordon.
Runt samma tid, många stora och små biltillverkare började utforska alternativ för fordon med alternativa bränslen, inklusive elbilar. General Motors utvecklade till exempel en prototyp för en urban elbil som den visade vid Environmental Protection Agency: s första symposium om utveckling av system med låg föroreningskraft 1973, och American Motor Company producerade elektriska leveransjejer som United States Postal Service använde i en 1975 testprogram. Till och med NASA hjälpte till att höja elbilens profil när dess elektriska Lunar Rover blev det första bemannade fordonet som körde på månen 1971.
Ändå led de fordon som utvecklades och producerades på 1970-talet fortfarande av nackdelar jämfört till bensindrivna bilar. Elfordon under denna tid hade begränsad prestanda – vanligtvis toppade med hastigheter på 45 miles per timme – och deras typiska räckvidd var begränsat till 40 miles innan de behövde laddas.
Miljöhänsyn driver elfordon framåt / h2>
Spola framåt igen – den här gången till 1990-talet. Under de 20 år som gått sedan 1970-talets långa gasledningar hade intresset för elfordon oftast minskat. Men nya federala och statliga bestämmelser börjar förändra saker. Genomförandet av 1990 Clean Air Act-ändringen och 1992 års energipolitiska lag – plus nya transportutsläppsregler som utfärdats av California Air Resources Board – bidrog till att skapa ett förnyat intresse för elfordon i USA
Under den här gången började biltillverkarna att modifiera några av sina populära fordonsmodeller till elfordon. Detta innebar att elfordon nu uppnådde hastigheter och prestanda mycket närmare bensindrivna fordon, och många av dem hade en räckvidd på 60 miles.
En av de mest kända elbilarna under denna tid var GM: s EV1, en bil som var starkt med i 2006-dokumentären Vem dödade elbilen? Istället för att modifiera ett befintligt fordon, designade och utvecklade GM EV1 från grunden. Med en räckvidd på 80 miles och förmågan att accelerera från 0 till 50 miles per timme på bara sju sekunder fick EV1 snabbt en kultföljare. Men på grund av höga produktionskostnader var EV1 aldrig kommersiellt bärkraftigt och GM avbröt den 2001.
Med en blomstrande ekonomi, en växande medelklass och låga bensinpriser i slutet av 1990-talet, gjorde många konsumenter inte oroa dig inte för bränsleeffektiva fordon. Även om det inte fanns mycket allmän uppmärksamhet åt elektriska fordon just nu, bakom kulisserna, arbetade forskare och ingenjörer – med stöd av energiavdelningen – för att förbättra elfordonstekniken, inklusive batterier.
En ny början för elbilar
Medan alla start och stopp för elfordonsindustrin under andra hälften av 1900-talet hjälpte till att visa världen löftet om tekniken, gjorde den sanna återupplivandet av elfordonet händer inte förrän runt början av 2000-talet. Beroende på vem du frågar var det en av två händelser som utlöste det intresse vi ser idag för elfordon.
Den första vändpunkt som många har föreslagit var introduktionen av Toyota Prius. Prius släpptes i Japan 1997 och blev världens första massproducerade hybridelektriska fordon. År 2000 släpptes Prius över hela världen och det blev en omedelbar framgång med kändisar och hjälpte till att höja bilens profil. För att göra Prius till verklighet använde Toyota ett nickelmetallhydridbatteri – en teknik som stöddes av energidepartementets forskning. Sedan dess har stigande bensinpriser och ökande oro för kolföroreningar bidragit till att göra Prius till den bästsäljande hybrid världen över under det senaste decenniet.
(Historisk fotnot: Innan Prius kunde introduceras i USA, Honda släppte Insight-hybrid 1999, vilket gjorde den till den första hybrid som såldes i USA sedan början av 1900-talet.)
Den andra händelsen som hjälpte till att omforma elfordon var tillkännagivandet 2006 att en liten start av Silicon Valley, Tesla Motors, skulle börja producera en lyxig elektrisk sportbil som kunde gå mer än 200 miles på en enda laddning. Under 2010 fick Tesla ett lån på 465 miljoner dollar från Department of Energys Loan Programs Office – ett lån som Tesla betalade tillbaka hela nio år tidigt – för att etablera en tillverkningsanläggning i Kalifornien. På kort tid sedan dess har Tesla vunnit stor hyllning för sina bilar och har blivit den största arbetsgivarindustrin i Kalifornien.
Teslas tillkännagivande och efterföljande framgång uppmuntrade många stora biltillverkare att påskynda arbetet med sina egna elfordon. . I slutet av 2010 släpptes Chevy Volt och Nissan LEAF på den amerikanska marknaden. Den första kommersiellt tillgängliga plug-in-hybrid, Volt har en bensinmotor som kompletterar sin elektriska drivenhet när batteriet är urladdat, vilket gör att konsumenterna kan köra på el under de flesta resor och bensin för att utöka fordonets räckvidd. I jämförelse är LEAF ett helelektriskt fordon (ofta kallat ett batterielektriskt fordon, ett elfordon eller bara en EV för kort), vilket betyder att det bara drivs av en elmotor.
Över de närmaste åren började andra biltillverkare rulla ut elektriska fordon i USA; ändå stod konsumenterna fortfarande inför ett av de tidiga problemen med elfordonet – var de ska ladda sina fordon när de är på språng. Genom Recovery Act investerade energidepartementet mer än 115 miljoner dollar för att bygga en riksomfattande laddningsinfrastruktur och installerade mer än 18 000 bostäder, kommersiella och offentliga laddare över hela landet. Biltillverkare och andra privata företag installerade också sina egna laddare på viktiga platser i USA, vilket ger dagens totala laddare för elfordon till mer än 8 000 olika platser med mer än 20 000 laddningsuttag.
Samtidigt ny batteriteknik – som stöds av energidepartementets fordonsteknikkontor – började slå ut marknaden och hjälpte till att förbättra ett plug-in-elfordons sortiment. Förutom batteritekniken i nästan alla första generationens hybrider, hjälpte avdelningens forskning också att utveckla den litiumjonbatteriteknik som används i Volt. På senare tid har avdelningens investeringar i batteriforskning och -utveckling bidragit till att minska elbilsbatterikostnaderna med 50 procent under de senaste fyra åren, samtidigt som fordonets batteriprestanda förbättrats (vilket betyder deras kraft, energi och hållbarhet). sänka kostnaderna för elfordon, vilket gör dem billigare för konsumenterna.
Konsumenterna har nu fler val än någonsin när det gäller att köpa ett elfordon. I dag finns 23 plug-in elektriska och 36 hybridmodeller finns i olika storlekar – från tvåpassagerare Smart ED till medelstora Ford C-Max Energi till BMW i3 lyx-SUV. Eftersom bensinpriserna fortsätter att stiga och priserna på elfordon fortsätter att sjunka, ökar elfordonen i popularitet – med mer än 234 000 plug-in elbilar och 3,3 miljoner hybrider på väg i USA idag.
Framtiden för elbilar
Det är svårt att säga var framtiden kommer att ta elektrisk v ehicles, men det är tydligt att de har mycket potential för att skapa en mer hållbar framtid. Om vi överförde alla lätta fordon i USA till hybrider eller plug-in elektriska fordon med vår nuvarande teknikmix, kan vi minska vårt beroende av utländsk olja med 30-60 procent, samtidigt som vi minskar koldioxidföroreningarna från transportsektorn med så mycket som 20 procent.
För att nå dessa utsläppsbesparingar lanserade president Obama 2012 EV Everywhere Grand Challenge – ett energiavdelningsinitiativ som sammanför USA: s bästa och ljusaste forskare, ingenjörer och företag att göra plug-in elektriska fordon mer lika prisvärda som dagens bensindrivna fordon fram till 2022.På batterifronten arbetar avdelningens gemensamma centrum för energilagringsforskning vid Argonne National Laboratory för att övervinna de största vetenskapliga och tekniska barriärerna som förhindrar storskaliga förbättringar av batterier.
Och avdelningens byrå för avancerade forskningsprojekt -Energy (ARPA-E) utvecklar spelförändrande teknik som kan förändra hur vi tänker på elfordon. Från att investera i nya typer av batterier som kan gå längre på en enda laddning till kostnadseffektiva alternativ till material som är kritiska för elmotorer, kan ARPA-E: s projekt omvandla elfordon.
Till slut kommer bara tiden att visa vilka elfordon på väg som kommer att ta i framtiden.
Vad är skillnaden?
- Ett hybridelektriskt fordon (eller förkortat HEV) är ett fordon utan kapacitet att ansluta men har ett elektriskt drivsystem och batteri . Den drivande energin kommer bara från flytande bränsle. Lär dig mer om hybridens historia – från världens första till världens bästsäljande.
- Ett plug-in hybridelektriskt fordon (även kallat PHEV) är ett fordon med kontakt -funktion, och den kan använda energi för att köra antingen från batteriet eller flytande bränsle. Läs om den första kommersiellt tillgängliga plug-in-hybrid.
- Ett helelektriskt fordon (ofta kallat ett batterielektriskt fordon, ett elfordon eller en EV eller AEV för kort) är ett fordon som får sitt energi för att köra helt från batteriet och det måste vara anslutet för att kunna laddas. Utforska utvecklingen av elfordonet, som täcker allt från dess tidiga popularitet till medeltiden till dess återupplivande idag.
- Ett plug-in-elfordon (eller PEV) är vilket fordon som helst som kan anslutas (antingen en plug-in hybrid eller ett helelektriskt fordon). Lär dig hur plug-in elektriska fordon kan hjälpa oss att skapa en mer hållbar framtid.